CN1068233A

CN1068233A - 超大屏幕投影装置

Info

Publication number: CN1068233A
Application number: CN 91104470
Authority: CN
Inventors: 郭启寅; 郑远聪
Original assignee: NINGBO FILM AND VIDEO CO
Current assignee: NINGBO FILM AND VIDEO CO
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1993-01-20

Abstract

本发明涉及一种超大屏幕投影装置，目前的大屏幕显示器存在图像质量差、成本高等缺点，本发明的超大屏幕投影装置包括投影机和投影屏幕，还包括一将图像信号进行分割的图像分割器；图像分割器按十字形将图像等分成N²等分，相应输出N²路图像信号，分别由N²台投影机按图像的原来位置投影到屏幕上，N为大于等于2的自然数，这种装置克服了传统的大屏幕显示器的缺点，并且其投射面积极大，可装置于大型建筑外墙面。

Description

本发明涉及一种电视投影装置，尤其涉及一种超大屏幕的投影装置。

目前我国彩色大屏幕显示器主要有以下几种类形：

1.“泛束管”组成的电视屏幕，其由三个分别为红、绿、蓝的泛束灯管组成一个像素点，由于“泛束管”组成的电视屏幕像素点少，因而图像相当粗糙，而且显示屏造价高，易损坏，功耗极大。

2.“平板像素管”组成的电视屏幕，与泛束管相比图像效果有所改进，但其像素点仍不多，图像质量较差，也存在造价大的缺点。

3.“多个显像管”组合的电视墙，目前由多个显像管组合成的电视墙有4×4、4×5等，组成大屏幕电视墙，由于显像管与显像管之间的拼接处有黑框，因而造成视觉上不舒服的感觉，其次显像管屏面会反射外界的杂散光线，影响了画面的质量。

本发明的目的在于提供一种图像质量好、画面大、造价低、耗电省的超大屏幕投影装置。

本发明的目的是这样实现的：一种超大屏幕投影装置，包括投影机和投影屏幕，还包括一将图像信号进行分割的分割器，图像分割器按十字形将图像等分成N²等分，N为自然数，且大于等于2，相应地图像分割器输出N²路图像信号，分别由N²台投影机按图像的原来位置投影到屏幕上。

为提高明亮环境下放映的图像质量，本发明采用了背面投影屏幕，其具体结构如下：屏幕由透明材料制成，投影机从屏幕背面将图像投影到屏幕上，屏幕面对投影机的一面为毛面，投影到屏幕上的光线在屏幕的毛面上成像;屏幕面向观众的一面在垂直水平面方向上等间距开有多条V形槽，形成条形柱面，V形槽开口角度在10°到90°之间。

为减少整个超大屏幕投影装置的体积，投影机和屏幕之间的投射采用反射式投影，即在投影屏幕和位于屏幕后的投影机之间加入第一全反射镜和第二全反射镜，所述第一全反射镜与水平面成45°或135°，与所述屏幕成90°;所述第二全反射镜与屏幕成45°，与水平面成90°，所述第一全反射镜和所述第二全反射镜镜面相对，所述投影机投影镜头面向所述第一全反射镜，投影机投影的光线与水平面垂直，并经所述第一全反射镜和所述第二全反射镜的两次反射投向屏幕。

如上所述，由于采用投影机将图像分割器产生的图像信号转换成光信号投影到屏幕上，因而没有电视墙图像上的黑色框，其图像质量优于传统的各类大屏幕显示器。

另一方面，采用背面投影屏幕，屏幕的正面开有V形槽，正面来的光线射到V形槽后在V形槽内反射和折射，不会反射出去，因此基本消除了屏幕正面对背景图像的反射。而且由于采用透射式投影，因而形成的图像较亮，提高了在明亮环境下放映的图像质量。屏幕正面开有V形槽，使屏幕形成垂直柱面，因柱面的散光作用，所以也增加了观众观看图像的水平视角范围。

再一方面，投影机和屏幕之间不采用直投式，而采用反射式投影，投影机投射的光线经第一全反射镜和第二全反射镜的两次反射，改变了光路，因而缩短了投影机与屏幕之间的距离，减少了放映所需要的屏幕后方空间，有利于把投影机和屏幕总装成一体。

图1是本发明的超大屏幕投影装置的示意图;

图2是图1中所示的透射式背面投影屏幕的侧视图;

图3是图2局部横向放大图;

图4示出了投影机投射的图像光线的光路和背景光线的光路;

图5是图3所示屏幕V形槽的另一种形式;

图6是投影机背面投影的结构;

图7是投影机背面投影的另一种结构;

图8是四台投影机背面投影的总体结构。

下面结合附图详细描述本发明。

参见图1，图1示出了本发明的超大屏幕投影装置的示意图。数字图像分割器1将全电视信号S分割成N²等分，其原理与电视墙的图像分割器相同。根据需要，N可取2及以上自然数，图1中取N为2，即图像分割器1将全电视信号S分割成四等分，输出四路信号S₁、S₂、S₃和S₄。四路信号S₁、S₂、S₃和S₄分别经电缆传送给四部投影机2a、2b、2c和2d，由四部投影机2a、2b、2c和2d分别按图像的原来位置投影到屏幕3上。通过这样的转换，可在保持原来图像亮度和质量的情况下，将图像扩大N²倍。对于一般的大屏幕来说N取2即可，当N取2时，已可将屏幕扩大到4×3（米）²，达12平方米。作为本发明的一种应用，高层建筑的外表面可由超大屏幕构成，根据实际需要选取N值，这样可使高层建筑的外表形成为一电视屏幕，使建筑外观美观，并可用作广告。

参见图2，图2是图1中所示的透射式背面投影屏幕3的侧视图。屏幕3面向投影机的一面为毛面31，面对观众的一面有与水平面垂直的V形槽，V形槽之间形成柱面32，柱面32间的V形槽等间距分布。

图3是图2局部横向放大图。如图3所示，在柱面32间沿屏幕3垂直方向开有V形槽33，设V形槽槽口宽为W，槽开口角度为θ，相邻两槽中心轴间距为W′。W可取1-2.5毫米，θ可取10°-90°之间，W′可取1.4-3.2毫米。

参见图4，图4示出了投影机投影的图像光线的光路和背景光线的光路。如图4a所示，从投影机投影来的光线A射到V形槽33的斜面331上，经斜面331的反射射出柱面32，到达观众视线。如图4b所示，背景光线B射到V形槽33内，部分光线折射到屏幕内，另一部分光线向槽内反射，经过几次这样的折射与反射，背景光线透射到屏幕后，因而，射向屏幕正面V形槽33内的背景光线不会反射到观众的视线中去。而射到柱面33上的背景光线仍反射回观众。因此从减少背景反射光线、提高明亮环境下放映的图像质量来说，槽口宽度W/柱面宽度（W′-W）越大越好，但从提高图像分辨率（清晰度）角度来说，要求W/（W′-W）越小越好。为综合两方面的因素，本实施例取W/（W′-W）＝3/1，即槽口33宽度是柱面32的3倍。考虑如上关系，在本实施例中，具体地把各值定为：槽口宽W＝1.5mm，槽开口角度θ＝74°，相邻两槽中心轴间距W’＝2mm。

为使制造方便，本实用新型也可采用如图5所示的V形槽口，即，在V形槽口尖部用弧线连接。

如图1所示，4部投影机2a、2b、2c和2d可采用传统的背面投影方法将图像投影到屏幕上，也可用如图6所示的反射式的投影方法。

参见图6，图6示出了图1中投影机2a用反射式方法投影到屏幕3a上的示意图。

如图6所示，第一全反射镜4a与水平面成45°角，与屏幕3a垂直，第二全反射镜5a与水平面垂直，与屏幕3a成45°，第一全反射镜4a和第二全射镜5a镜面相对。投影机2a位于第一全反镜4a的正上方，投影机2a的镜头向下，投影机2a投射的光线垂直于水平面射向第一全反射镜4a镜面，因第一全反射镜4a与水平面成45°角，与屏幕1垂直，因此，投影机2a投射的光线a经第一全反射镜4a反射后成为与水平面和屏幕3平行的光线b，光线a与光线b相互垂直。如上所述，第二全反射镜5a与水平面垂直，与屏幕3成45°角，因而第二全反射镜5a把经第一全反射镜4a反射的光线b反射成与水平面平行与屏幕3或90°的光线c，从而使投影机2a投射的光线经二次反射后到达屏幕3a，在屏幕3a上成像。

与传统的背面投影装置相比，对于同一性能的投影机，要形成同样面积的图像，投影机2a投射光线的光路长度应相等，因此本发明的背面投影用二块全反射镜改变光路，从而减小了背面投影对屏幕后方所需空间的深度。

对于图1中投影机2b投影到屏幕3b的结构，与上述的结构轴对称。

对于图1中投影机2c投影到屏幕3c的结构，可用如图7所示的结构，与图6所示的结构相比，其区别在于投影机2c位于第一全反射镜4c的正下方，第一全反射镜4c与水平面成135°角。投影机2a投射的光线的光路与上述相同，在此不再重复。

图1中投影机2d投影到屏幕3d的结构，与图7中的结构轴对称。

四台投影机2a、2b、2c和2d的投影结构如图8所示。图8中画出了二台投影机的投影结构，另二台图中未画出。

如上所述，用反射式投影的方法，可大大减小屏幕后的深度，从而可以将上述所有的装置装入一个箱体内，以便用运输、安装和使用。

Claims

1、一种超大屏幕投影装置，包括投影机和投影屏幕，其特征在于还包括一将图像信号进行分割的图像分割器；图像分割器按十字形将图像等分成N²等分，N为自然数，且大于等于2，相应地图像分割器输出N²路图像信号，分别由N²台投影机按图像的原来位置投影到屏幕上。

2、如权利要求1所述的超大屏幕投影装置，其特征在于所述投影屏幕为背面投影屏幕，所述投影机由所述屏幕背面将图像投影到所述屏幕上。

3、如权利要求2所述的超大屏幕投影装置，其特征在于所述图像分割器将图像分成四等分。

4、如权利要求3所述的超大屏幕投影装置，其特征在于所述背面投影屏幕由透明材料制成，面对投影机的一面为毛面，面向观众的一面与水平面垂直方向等间距开有V形槽，V形槽开口角度为10°-90°。

5、如权利要求4所述的超大屏幕投影装置，其特征在于所述V形槽尖端处由弧线连接。

6、如权利要求4或5所述的超大屏幕投影装置，其特征在于所述V形槽口宽度为1-2.5毫米，相邻两槽中心轴间路为1.4-3.2毫米。

7、如权利要求6所述的超大屏幕投影装置，其特征在于所述的槽口宽度和柱面宽度为3∶1。

8、如权利要求7所述的超大屏幕投影装置，其特征在于所述槽口宽度为1.5毫米，所述槽开口角度为74°，所述相邻两槽中心间距为2毫米。

9、如权利要求2所述的超大屏幕投影装置，其特征在于与投影机和屏幕之间还有第一全反射镜和第二全反射镜，所述第一全反射镜与水平面成45°或135°，与所述屏幕，90°;所述第二全反射镜与屏幕成45°，与水平面成90°，所述第一全反射镜和所述第二全反射镜镜面相对，所述投影机位于第一全反射镜正上方或正下方，镜头面向第一全反射镜镜面，投影机投射的光线与水平面垂直。